CN216387331U - 一种电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，包括接地线电流检测单元，所述接地线电流检测单元包括分流控制电路和控制组件，所述分流控制电路包括继电器、接地电阻和分流器，所述继电器、接地电阻两者相互并联后再通过分流器串联连接在电压互感器的N600母线和地之间，所述继电器的控制端与控制组件相连，所述分流器的输出端与控制组件相连。本实用新型能够在电压互感器的N600母线和地之间实现接地电阻的自动接入和短接接地控制，可全自动实现分合闸，操作简单，方便测量，单人可操作，可降低电压互感器二次侧多点接地故障电流检测的人工消耗。

Description

一种电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置

技术领域

本实用新型涉及变电站的电压互感器检修设备，具体涉及一种电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置。

背景技术

电压回路是变电站电压互感器等重要设备的二次回路系统，电压互感器是变电站用来测量、保护高压电网的元件，是以一定比例将高压电压转化为低压电压来实现高压侧的监视和保护。一般情况下，电压回路所有的N线都是通过N600母线集中一点接地。由于变电站的电网并非理想的等电位面，电压回路出现两点或以上的接地点，则两个接地点之间就会形成电位差，即存在电压，这个电压会影响到PT等设备的测量效果，导致监视显示错误，严重时将导致保护误动和拒动等事故。

现有一种通过改变接地电阻，比较改变电阻前后电流变化来判断多点接地故障。电压回路无接地情况下，N600接地点是没有电流，或有很小的感应电流，其大小不随接地电阻变化而变化。通过在N600和大地之间接入一个电阻和一个刀闸，断开原有的接地点，通过开合刀闸的方式，改变接地电阻，然后通过钳形电流表测量CT0处电流值。若电压回路内存在多点接地，则闭合刀闸前后，CT0处所测的电流值会发生变化，若无多点接地，则无变化。同样的道理，在闭合开关前后，测量N线上的电流，若N线上有接地，电流也会发生变化，反之则无变化。但是，现有上述方式存在下述问题：(1)、手动接线，操作复杂，电流检测效率低下；(2)、接地点和测量点存在一定距离，需要两人甚至多人配合，耗费人工。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，本实用新型能够在电压互感器的N600母线和地之间实现接地电阻的自动接入和短接接地控制，可全自动实现分合闸，操作简单，方便测量，单人可操作，可降低电压互感器二次侧多点接地故障电流检测的人工消耗。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，包括接地线电流检测单元，所述接地线电流检测单元包括分流控制电路和控制组件，所述分流控制电路包括继电器、接地电阻和分流器，所述继电器、接地电阻两者相互并联后再通过分流器串联连接在电压互感器的 N600母线和地之间，所述继电器的控制端与控制组件相连，所述分流器的输出端与控制组件相连。

可选地，所述接地电阻为可调电阻，所述接地电阻的控制端与控制组件相连。

可选地，所述控制组件包括第一处理器、驱动控制电路和第一运算放大电路，所述第一处理器的控制输出端分别通过驱动控制电路与继电器、接地电阻的控制端相连，所述分流器的输出端通过第一运算放大电路与第一处理器相连。

可选地，所述分流控制电路还包括接地保护，所述接地保护分别与继电器、接地电阻两者并联连接。

可选地，所述控制组件还包括人机交互模块和报警模块，所述人机交互模块与第一处理器相连，所述报警模块与第一处理器相连。

可选地，所述控制组件还包括第一通讯模块，所述第一通讯模块与第一处理器相连，所述第一通讯模块为无线网络通信模块。

可选地，所述电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置还包括用于检测电压互感器的三相线路以及对应N线的电流的线路电流检测单元，所述线路电流检测单元分别与接地线电流检测单元的控制组件之间通过无线网络相连。

可选地，所述线路电流检测单元包括电流互感器、第二运算放大电路、第二处理器和第二通讯模块，所述电流互感器的数量为六个且分别安装在电压互感器的三相线路中的任意一相线路或该线路对应的N线上，所述电流互感器的输出端通过第二运算放大电路与第二处理器相连，所述第二处理器和第二通讯模块相连。

可选地，所述线路电流检测单元还包括显示屏模块，所述显示屏模块与第二处理器相连。

可选地，所述线路电流检测单元还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别与第二运算放大电路、第二处理器、第二通讯模块以及显示屏模块的电源端子相连。

和现有技术相比，本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型的分流控制电路包括继电器、接地电阻和分流器，继电器、接地电阻两者相互并联后再通过分流器串联连接在电压互感器的N600母线和地之间，继电器的控制端与控制组件相连，分流器的输出端与控制组件相连，通过控制组件可实现继电器的通断控制，从而可自动实现接地电阻的接入和短路，通过分流器可实现对N600母线和地之间的接地电流检测，因此本实用新型能够在电压互感器的N600母线和地之间实现接地电阻的自动接入和短接接地控制，可全自动实现分合闸，操作简单，方便测量，单人可操作，可降低电压互感器二次侧多点接地故障电流检测的人工消耗。

2、本实用新型的通过控制器可实现继电器的通断控制，从而可自动实现接地电阻的接入和短路，不仅可以用于电压互感器二次侧多点接地故障电流检测，还可以与电压互感器的 N600母线的接地线共存或者代替电压互感器的N600母线的接地线，从而可实现电压互感器二次侧多点接地故障电流的监测。

附图说明

图1为本实用新型实施例中接地线电流检测单元的框架结构示意图。

图2为本实用新型实施例中线路电流检测单元的框架结构示意图。

图3为本实用新型实施例中驱动控制电路的电路原理图。

图4为本实用新型实施例装置的整体工作原理示意图。

图例说明：1、接地线电流检测单元；11、分流控制电路；111、继电器；112、接地电阻； 113、分流器；114、接地保护；12、控制组件；121、第一处理器；122、驱动控制电路；123、第一运算放大电路；124、第一通讯模块；125、人机交互模块；126、报警模块；2、线路电流检测单元；21、电流互感器；22、第二运算放大电路；23、第二处理器；24、第二通讯模块；25、显示屏模块；26、电源模块。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置包括接地线电流检测单元1，接地线电流检测单元1包括分流控制电路11和控制组件12，分流控制电路11 包括继电器111、接地电阻112和分流器113，继电器111、接地电阻112两者相互并联后再通过分流器113串联连接在电压互感器的N600母线和地之间，继电器111的控制端与控制组件12相连，分流器113的输出端与控制组件12相连。本实施例通过控制组件12可实现继电器111的通断控制，从而可自动实现接地电阻112的接入和短路，通过分流器113可实现对N600母线和地之间的接地电流检测，因此能够在电压互感器的N600母线和地之间实现接地电阻的自动接入和短接接地控制，可全自动实现分合闸，操作简单，可降低电压互感器二次侧多点接地故障电流检测的人工消耗。而且通过控制组件12可实现继电器111的通断控制，可自动实现接地电阻112的接入和短路，不仅可以用于电压互感器二次侧多点接地故障电流检测，还可以与电压互感器的N600母线的接地线共存或者代替电压互感器的N600母线的接地线，从而可实现电压互感器二次侧多点接地故障电流的监测。

本实施例中，接地电阻112为可调电阻，接地电阻112的控制端与控制组件12相连，通过控制组件12可调节接地电阻112的电阻大小。因为N600母线与接地点之间有电气耦合关系，调节接地电阻112的电阻大小可改变N600与接地点的电阻特性，进而可检测到电压互感器二次侧多点接地故障电流的变化。可调电阻为现有常规电子元件，可通过控制端的控制电压信号来实现可调电阻的电阻特性发生改变，从而使得阻值发生变化。

如图1所示，本实施例的控制组件12包括第一处理器121、驱动控制电路122和第一运算放大电路123，第一处理器121的控制输出端分别通过驱动控制电路122与继电器111、接地电阻112的控制端相连，分流器113的输出端通过第一运算放大电路123与第一处理器121 相连。驱动控制电路122通过内部的放大电路将控制信号放大后驱动继电器111来实现开合闸，实现全自动的接地电阻112的接入和短路控制；驱动控制电路122通过内部的放大电路将控制信号放大后驱动接地电阻112，使得接地电阻112可根据控制信号大小而改变自身的电阻值，进而改变N600与接地点的电阻特性，进而可检测到电压互感器二次侧多点接地故障电流的变化。作为一种可选的实施方式，如图3所示，本实施例中驱动控制电路122通过两个光耦U100/U101间接控制继电器111、接地电阻112的投入，光耦合器U100的控制端一端接3.3V电源，一端接第一处理器121(简称CPU)的IO1接口，输出回路串联在继电器 111、12V电源和GND之间；光耦合器U101的控制端一端接3.3V电源，一端接CPU的IO2 接口，输出回路串联在接地电阻112的电阻开关、12V电源和GND之间；当需要继电器111 闭合时，CPU给IO1端口输出低电平，使U100的发光二极管发光，从而使光敏三极管导通，继电器111的线圈有电流通过达到控制继电器111闭合的目的；同理，需要将接地电阻112 (图中表示为电阻)投入时，使IO2输出低电平，电阻开关闭合从而使接地电阻112投入。接地电阻112的大小则通过第一处理器121控制，其控制回路较为常见不做赘述。

为了防止过电压损坏分流控制电路11，参见图1，本实施例中分流控制电路11还包括接地保护114，接地保护114分别与继电器111、接地电阻112两者并联连接。接地保护114可根据需要采用间隙放电器，此外也可以根据需要采用其他类型的保护元件。

参见图1，本实施例中控制组件12还包括人机交互模块125和报警模块126，人机交互模块125与第一处理器121相连，报警模块126与第一处理器121相连。

需要说明的是，人机交互模块125的输出是必备功能(用于显示状态信息)，输入是可选功能(用于输入参数)，本实施例中人机交互模块125采用触摸屏，此外也可以根据需要采用其他类型的人机交互设备。报警模块126可根据需要进行装置状态报警、电流参数报警等功能(例如电流超过阈值进行报警)，本实施例中报警模块126具体采用声光报警器。检测接地故障时，第一处理器121通过驱动控制电路122间接控制继电器111、接地电阻112的投入，同时控制接地电阻112的大小。同时地，通过分流器113采集接地电流，经过第一运算放大电路123将电流放大处理，放大处理后地电流数据发送到第一处理器121；第一处理器121可根据需要对电流数据进行处理和判断，得出电流值和显示结果，通人机交互模块125显示输出。若判断有故障时，第一处理器121还控制报警模块126告警。

参见图1，本实施例中控制组件12还包括第一通讯模块124，第一通讯模块124与第一处理器121相连，第一通讯模块124为无线网络通信模块，可用于实现接地点和测量点之间的信息传输和共享。

如图2所示，考虑到接地点和测量点存在一定距离，为了实现减少两处测量投入的人力，本实施例中电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置还包括用于检测电压互感器的三相线路以及对应N线的电流的线路电流检测单元2，线路电流检测单元2分别与接地线电流检测单元1的控制组件12之间通过无线网络相连。通过线路电流检测单元2，可检测电压互感器的三相线路以及对应N线的电流并通过无线网络发送给控制组件12，从而使得一个人即可在接地线电流检测单元1一侧完成接地点和测量点的双侧测量，减轻人力消耗。

如图2所示，本实施例中线路电流检测单元2包括电流互感器21、第二运算放大电路22、第二处理器23和第二通讯模块24，电流互感器21的数量为六个且分别安装在电压互感器的三相线路中的任意一相线路或该线路对应的N线上，电流互感器21的输出端通过第二运算放大电路22与第二处理器23相连，第二处理器23和第二通讯模块24相连。参见图4，线路电流检测单元2的六个电流互感器21分别包括电流互感器CT1～CT6，其中电流互感器CT1～CT3分别布置在三相N线上，电流互感器CT4～CT6分别布置在三相线路上。可通过线路电流检测单元2向接地线电流检测单元1发送信号，使得接地线电流检测单元1控制接地电阻112的切换，基于接地电阻112切换前后各个电流电流互感器CT1～CT6检测的电流变化量是否超过预设阈值以确定电压互感器二次侧是否存在多点接地故障。

为了便于观察和调试，如图2所示，本实施例中线路电流检测单元2还包括显示屏模块 25，显示屏模块25与第二处理器23相连，通过显示屏模块25可方便实现线路电流检测单元 2的状态数据以及电流检测结果的显示输出。

本实施例中，线路电流检测单元2还包括电源模块26，电源模块26的输出端分别与第二运算放大电路22、第二处理器23、第二通讯模块24以及显示屏模块25的电源端子相连。电源模块26既可以采用电池供电，还可以根据需要采用220V的市电供电。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，包括接地线电流检测单元(1)，所述接地线电流检测单元(1)包括分流控制电路(11)和控制组件(12)，所述分流控制电路(11)包括继电器(111)、接地电阻(112)和分流器(113)，所述继电器(111)、接地电阻(112)两者相互并联后再通过分流器(113)串联连接在电压互感器的N600母线和地之间，所述继电器(111)的控制端与控制组件(12)相连，所述分流器(113)的输出端与控制组件(12)相连。

2.根据权利要求1所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述接地电阻(112)为可调电阻，所述接地电阻(112)的控制端与控制组件(12)相连。

3.根据权利要求2所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述控制组件(12)包括第一处理器(121)、驱动控制电路(122)和第一运算放大电路(123)，所述第一处理器(121)的控制输出端分别通过驱动控制电路(122)与继电器(111)、接地电阻(112)的控制端相连，所述分流器(113)的输出端通过第一运算放大电路(123)与第一处理器(121)相连。

4.根据权利要求3所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述分流控制电路(11)还包括接地保护(114)，所述接地保护(114)分别与继电器(111)、接地电阻(112)两者并联连接。

5.根据权利要求4所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述控制组件(12)还包括人机交互模块(125)和报警模块(126)，所述人机交互模块(125)与第一处理器(121)相连，所述报警模块(126)与第一处理器(121)相连。

6.根据权利要求5所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述控制组件(12)还包括第一通讯模块(124)，所述第一通讯模块(124)与第一处理器(121)相连，所述第一通讯模块(124)为无线网络通信模块。

7.根据权利要求6所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置还包括用于检测电压互感器的三相线路以及对应N线的电流的线路电流检测单元(2)，所述线路电流检测单元(2)分别与接地线电流检测单元(1)的控制组件(12)之间通过无线网络相连。

8.根据权利要求7所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述线路电流检测单元(2)包括电流互感器(21)、第二运算放大电路(22)、第二处理器(23)和第二通讯模块(24)，所述电流互感器(21)的数量为六个且分别安装在电压互感器的三相线路中的任意一相线路或该线路对应的N线上，所述电流互感器(21)的输出端通过第二运算放大电路(22)与第二处理器(23)相连，所述第二处理器(23)和第二通讯模块(24)相连。

9.根据权利要求8所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述线路电流检测单元(2)还包括显示屏模块(25)，所述显示屏模块(25)与第二处理器(23)相连。

10.根据权利要求9所述的电压互感器二次侧多点接地故障电流检测装置，其特征在于，所述线路电流检测单元(2)还包括电源模块(26)，所述电源模块(26)的输出端分别与第二运算放大电路(22)、第二处理器(23)、第二通讯模块(24)以及显示屏模块(25)的电源端子相连。

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